專利名稱：通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通信系統(tǒng)，尤其涉及提供遠(yuǎn)離信道解碼器單元的信道編碼器單元和碼轉(zhuǎn)換單元的通信系統(tǒng)。
在數(shù)字通信系統(tǒng)中有用于對(duì)通過射頻傳輸?shù)恼Z(yǔ)音進(jìn)行編碼和解碼的部件。在GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))系統(tǒng)中，語(yǔ)音碼轉(zhuǎn)換器在一個(gè)部件中提供了編碼和解碼能力，語(yǔ)音碼轉(zhuǎn)換器有時(shí)也叫作語(yǔ)音編解碼器(speech codec)。語(yǔ)音編解碼器包括語(yǔ)音編碼器模塊和語(yǔ)音解碼器模塊。同樣，為了讓語(yǔ)音通過空間發(fā)送和接收，還提供了用于編碼和解碼附加信息及數(shù)據(jù)的信道編解碼器。
在當(dāng)前的GSM數(shù)字蜂窩無線通信系統(tǒng)中，語(yǔ)音編解碼器給信道編解碼器以13kb/s的速率傳送壓縮語(yǔ)音。信道編解碼器接著向射頻(RF)路徑以22.8kb/s的速率傳送，這叫著全速率業(yè)務(wù)型。計(jì)劃中的是半速率語(yǔ)音業(yè)務(wù)，此時(shí)半速率語(yǔ)音編解碼器將給半速率信道編解碼器以6kb/s的速率傳送，信道編解碼器接著向RF路徑以11.4kb/s傳送。
包括信道編碼器和信道解碼器的信道編解碼器通常位于基地收發(fā)站(BTS)處，而語(yǔ)音編解碼器可位于BTS、基站控制器(BSC)或移動(dòng)業(yè)務(wù)中心(MSC)處。當(dāng)語(yǔ)音編解碼器不在BTS處時(shí)，GSM規(guī)定了遠(yuǎn)程語(yǔ)音編解碼器和信道編解碼器間必須使用的接口或協(xié)議。這種接口用于全速率(GSM08.60)并正計(jì)劃用于半速率(GSM08.60或新文檔)。
在全速率的情況下，碼轉(zhuǎn)換器在64kb/s和16kb/s(13kb/s加3kb/s的控制)之間轉(zhuǎn)換，接著信道編碼器在空中接口中把該速率提高到22.8kb/s。
在半速率的情況下，雖然不知道碼轉(zhuǎn)換器到信道編碼器的中間速率(它可能是8kb/s和或包括控制在內(nèi)為16kb/s)，但可知道交換機(jī)(Switch)和空中接口間最終的轉(zhuǎn)換在64kb/s和11.4kb/s之間完成。
GSM規(guī)范03.05建議了一個(gè)組成語(yǔ)音路徑一部分的每一實(shí)體所能承受的具體的最大延時(shí)。對(duì)于語(yǔ)音編碼器、語(yǔ)音解碼器、信道編碼器、信道解碼器(一個(gè)復(fù)數(shù))的典型實(shí)現(xiàn)的算法延時(shí)及數(shù)據(jù)在編碼器/解碼器之間的傳輸延時(shí)規(guī)定了一些數(shù)值。
當(dāng)碼轉(zhuǎn)換器是遠(yuǎn)程時(shí)，語(yǔ)音編碼器和信道編碼器之間的全速率接口在GSM建議08.60中說明。在該接口中，每語(yǔ)音幀為320bit，帶寬為16kb/s。每語(yǔ)音幀的320bit中，250bit是語(yǔ)音數(shù)據(jù)，其余是控制比特。
在開始信道編碼算法前，全速率和半速率信道編碼器都需要有與同一語(yǔ)音幀相關(guān)的所有的語(yǔ)音參數(shù)或比特。因此，當(dāng)一個(gè)碼轉(zhuǎn)換器是遠(yuǎn)程的時(shí)，系統(tǒng)中應(yīng)該有一個(gè)延時(shí)以把數(shù)據(jù)從遠(yuǎn)程語(yǔ)音編碼器傳到信道編碼器。在全速率信道中，把所有語(yǔ)音數(shù)據(jù)從語(yǔ)音編碼器傳到信道編碼器要花17ms多(Tabisd，根據(jù)GSM03.05)。這相當(dāng)于與GSM系統(tǒng)相關(guān)的第二大延時(shí)數(shù)據(jù)(以一個(gè)呼叫經(jīng)歷的延時(shí)而言)。同樣，在半速率信道中，為在信道編碼器能開始其算法前把所有所需的語(yǔ)音數(shù)據(jù)從碼轉(zhuǎn)換器傳到信道編碼器需要一個(gè)相對(duì)更大的延時(shí)。
當(dāng)碼轉(zhuǎn)換器和信道編解碼器位于同一位置時(shí)，這種傳送就會(huì)快得多，因?yàn)榈叫诺谰幋a器的鏈路不象在遠(yuǎn)程碼轉(zhuǎn)換器的情況下限于8kb/s或16kb/s。它可以達(dá)到制造商想要的任何速率。具體地說，當(dāng)碼轉(zhuǎn)換器處于信道編碼器位置時(shí)，語(yǔ)音編碼器所表現(xiàn)出的最大延時(shí)等于從幀中產(chǎn)生出所有語(yǔ)音參數(shù)所花的時(shí)間，其值為8.0ms(Transc根據(jù)GSM03.05)。
當(dāng)碼轉(zhuǎn)換器是遠(yuǎn)程的時(shí)，為了減少最大的傳輸延時(shí)的影響，GSM規(guī)定語(yǔ)音編碼器的延時(shí)為產(chǎn)生第一參數(shù)(Tsps)的時(shí)間。
位于信道編碼器處的語(yǔ)音編碼器相對(duì)遠(yuǎn)離信道編碼器處的語(yǔ)音編碼器的兩類延時(shí)之間的差別導(dǎo)致位于遠(yuǎn)處的語(yǔ)音編碼器比位于信道編碼器處的語(yǔ)音編碼器需要速度更快的處理器。
另一個(gè)問題是因?yàn)檎Z(yǔ)音解碼器規(guī)定為應(yīng)盡可能早地滿足基于PCM采樣輸出的延時(shí)預(yù)算，而不是等到一幀的PCM采樣都準(zhǔn)備好。
因此，制造商必須保證在任何情況下語(yǔ)音解碼器和語(yǔ)音編碼器都同時(shí)滿足延時(shí)預(yù)算。(在語(yǔ)音編碼器和語(yǔ)音解碼器之間沒有已知的匹配，最壞的匹配情況是為了產(chǎn)生第一個(gè)參數(shù)及輸出第一個(gè)PCM采樣，需要同時(shí)安排語(yǔ)音編碼器和語(yǔ)音解碼器)。
因此，因?yàn)檫h(yuǎn)程碼轉(zhuǎn)換器需要補(bǔ)償在遠(yuǎn)程情況下存在的較大傳輸延時(shí)，遠(yuǎn)程碼轉(zhuǎn)換器比位于信道編碼器處的碼轉(zhuǎn)換器工作得要更多。


圖1示出了一種半速率通信系統(tǒng)，移動(dòng)臺(tái)12通過射頻與基站10通信，基站10包括一個(gè)信道編解碼器15。信道編解碼器15包括一個(gè)信道編碼單元14和一個(gè)信道解碼單元13。信道編解碼器15通過16kb/s的子速率語(yǔ)音信道(鏈路)16與一個(gè)遠(yuǎn)離信道編解碼器15的碼轉(zhuǎn)換器18通信。碼轉(zhuǎn)換器18又通過64kb/s的PCM語(yǔ)音信道與移動(dòng)交換中心或公共交換電路網(wǎng)通信。
在下行鏈路通信中(從網(wǎng)絡(luò)到移動(dòng)臺(tái))，在通過16kb/s鏈路16從碼轉(zhuǎn)換器18收到一個(gè)滿語(yǔ)音幀前，信道編碼器單元15不能開始其算法。這樣，只是為了等待收到一個(gè)滿語(yǔ)音幀，在下行鏈路通信中就要存在顯著的延時(shí)。
當(dāng)碼轉(zhuǎn)換器18遠(yuǎn)離信道編碼器單元14時(shí)，減少碼轉(zhuǎn)換器18和信道編碼器單元14之間的傳輸延時(shí)是所希望的。
根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)，一個(gè)碼轉(zhuǎn)換單元位于第一位置，一個(gè)與碼轉(zhuǎn)換單元通信的信道編碼器單元也位于第一位置，并且一個(gè)通過通信鏈路與碼轉(zhuǎn)換單元通信的信道解碼器位于不同于第一位置的第二位置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，碼轉(zhuǎn)換器，信道編碼器和信道解碼器都工作在半速率模式。
圖1是一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的半速率通信系統(tǒng)。
圖2是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的半速率通信系統(tǒng)的方框圖。
參照?qǐng)D2，所示的半速率通信系統(tǒng)包括一個(gè)移動(dòng)臺(tái)22，一個(gè)基站20和一個(gè)遠(yuǎn)程碼轉(zhuǎn)換單元28。基站20包括一個(gè)信道解碼器單元23。一個(gè)信道編碼器單元24與碼轉(zhuǎn)換單元28位于同一位置。這樣，信道編碼器單元24就位于了遠(yuǎn)程語(yǔ)音編解器28的位置。
把信道編碼器單元24定位在帶遠(yuǎn)程碼轉(zhuǎn)換器28的遠(yuǎn)程碼轉(zhuǎn)換器位置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是使信道編碼器單元24和遠(yuǎn)程碼轉(zhuǎn)換器28之間的傳輸時(shí)間最小，尤其是如在位于BTS處的碼轉(zhuǎn)換器中一樣，假設(shè)信道編碼器和碼轉(zhuǎn)換器之間的接口可以做得比碼轉(zhuǎn)換器是遠(yuǎn)程時(shí)更快時(shí)。這就使節(jié)省下來的傳輸時(shí)間(Tabisd)可以用于算法(此時(shí)Tsps已經(jīng)增加)，因此，由于節(jié)省下來的數(shù)值大小(7ms到17ms之間)，可以用較慢的處理器來實(shí)現(xiàn)信道和語(yǔ)音編碼器。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提高了語(yǔ)音質(zhì)量，因?yàn)樵诨?0和交換機(jī)之間的串行鏈路有錯(cuò)誤保護(hù)(經(jīng)信道編碼的語(yǔ)音)，而在現(xiàn)有技術(shù)情況下沒有(原始語(yǔ)音)。
減少傳輸延時(shí)的另一個(gè)理由是要發(fā)送到空中的數(shù)據(jù)可以用有限(比17ms小得多)的緩沖傳送到基站20。另外，由于空中的最終速率是11.4kb/s，這可以容納在16kb/s的帶寬中，而16kb/s的帶寬可以由遠(yuǎn)程碼轉(zhuǎn)換器28和基站20之間的鏈路提供。如果在碼轉(zhuǎn)換單元28和基站20間的每個(gè)呼叫基本上不用超過16kb/s的容量，相似的條件也不會(huì)存在于GSM全速率的情況下，因此，取決于鏈路26的容量，本發(fā)明并不僅限于半速率通信系統(tǒng)。
當(dāng)語(yǔ)音編解碼器28遠(yuǎn)離BTS20時(shí)，本發(fā)明提出了一種語(yǔ)音編解碼器28和信道編碼器24的新組合。
本發(fā)明還在組合的語(yǔ)音編解碼器/信道編碼器28，24和BTS20之間提供了一個(gè)增強(qiáng)接口。由于可以從預(yù)設(shè)的傳輸延時(shí)中節(jié)省出一些時(shí)間用于處理，則可以降低實(shí)現(xiàn)半速率算法或信道編碼器算法所需的處理能力。另一方面，也可以把額外的處理時(shí)間用于增加處理器所能支持的信道數(shù)。
通過把信道編碼器24移到遠(yuǎn)程編解碼器28處，節(jié)省了GSM03.05所規(guī)定的Tabisd延時(shí)值。這些節(jié)省出來的時(shí)間可以用于降低實(shí)現(xiàn)半速率所需的處理能力或用于提高設(shè)備所能支持的信道數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種用于提供數(shù)字通信業(yè)務(wù)型的通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括位于第一位置的碼轉(zhuǎn)換單元；位于第一位置并與碼轉(zhuǎn)換單元通信的信道編碼器單元；通過通信鏈路與碼轉(zhuǎn)換單元通信的解碼器單元，其中該解碼器單元位于不同于第一位置的第二位置。
2.如權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中通信鏈路至少以11.4kb/s的子速率通信。
3.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求的通信系統(tǒng)，其中第二位置是指基站位置。
4.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求的通信系統(tǒng)，其中第一位置是交換機(jī)位置或基站控制器位置。
5.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求的通信系統(tǒng)，其中的數(shù)字通信業(yè)務(wù)是半速率業(yè)務(wù)。
6.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求的通信系統(tǒng)，其中的數(shù)字通信業(yè)務(wù)是GSM規(guī)定的半速率業(yè)務(wù)。
7.如前面任一項(xiàng)權(quán)利要求的通信系統(tǒng)，其中的碼變換器、信道編碼器和信道解碼器都工作在半速率模式。
全文摘要
一種通信系統(tǒng)，有一個(gè)位于第一位置的碼轉(zhuǎn)換器單元(28)，一個(gè)也位于第一位置的與碼轉(zhuǎn)換單元(28)通信的信道編碼器單元(24)，一個(gè)通過通信鏈路(26)與碼轉(zhuǎn)換器(28)通信的信道解碼器單元(23)，其中信道解碼器單元(23)位于不同于第一位置的第二位置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，碼轉(zhuǎn)換器、信道編碼器和信道解碼器單元工作于半速率模式。
文檔編號(hào)H04W88/08GK1151239SQ95193720
公開日1997年6月4日 申請(qǐng)日期1995年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月23日
發(fā)明者巴里·邁克爾·金, 梅安克·卡帕迪亞 申請(qǐng)人:摩托羅拉有限公司